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本帖最后由 智诚科技 于 2016-1-12 14:48 编辑 4 j q( G( m, g$ W$ S( r
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利用运动仿真解决复杂凸轮设计
) Q3 {6 n% d9 L% d% }4 hICT—Torres Zha ' C7 s" B" f) d, f" r/ O: M, B
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摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。 l6 R5 p2 e0 ]: f
关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
. R2 R$ x$ N7 q) k$ l8 u; z7 {0 W. {8 V
一、背景概述! c+ B, A- {; H7 q0 k" l
凸轮机构最大的有点就是：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。基于凸轮的上述有点，凸轮机构被广泛的应用。然而使用传统的方法计算凸轮的轮廓费时费力。那么如何快速并且精确的得到凸轮的轮廓呢？我们可以借助SOLIDWORKS Motion来帮助我们快速完成凸轮的设计。! X( O8 n0 s- C* x" p
SOLIDWORKS Motion是一个虚拟原型机仿真工具，借助在工业动态仿真分析软件领域占主导地位达25年之久的ADAMS的强力支持，SOLIDWORKS Motion能够帮助设计人员在设计前期判断设计是否能达到预期目标
W0 _; U- U: P- u! b2 ]2 @# F本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。
: v& ]/ ?% y. d. ?: {& x9 ?二、凸轮设计
& S; l4 W) M G6 |/ X& m! K$ W1.凸轮设计的模型准备% G8 I6 J/ T" g' @, n9 v
使用SOLIDWORKS完成如下图所示装配体的建模，并添加恰当的配合。(建模过程省略)" y D6 r" s$ m o, v3 Y* B, p
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg
# h5 e8 i- f9 c图1
- G& S, a, a" u2 S( ^" H9 N. [" t, U" w8 t
2.从动件运动数据点的准备
$ z5 l g% }# r3 n新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。* ~' O I8 O& S. ^' g9 b
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344dhi16593ir79ei9c.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344bytkf0y9fgoi0itd.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345f7ukoztci7seru5y.jpg
& w# {& z# Z1 Z9 C1 s( e* M 图2
$ ~% z+ i$ @4 r; K6 e* t3.运动条件分析
( G( K$ r+ C* n6 O# ~- p该机构中凸轮为其核心零件，但是现在它的设计还没有完成。现在已知从动件需要按照图2所示的数据点进行运动，循环时间为3秒。将数据点用图表表示如下图3所示。
/ }+ C6 F7 J$ i, b9 P: } http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg
% B9 T( X8 T7 z图3
+ g. n2 h0 D2 S2 Q8 ^' ^" {' |4.运动分析边界条件设定
1 O5 |$ D0 O* ~ X2 _1.启动SOLIDWORKS Motion插件
" }# z# H" L! B如图4通过选项——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion或者工具——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion启动运动仿真分析
2 S' s- `) A$ J& t2 p2 G如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。
: Y5 O5 T- l' t在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。* V' \6 A! n' L; n$ h
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg: t S* `0 v& u4 A. Y) x
图4) F1 Q9 p6 L. t3 h2 J6 f
2.我们已知从动件的运动需要符合数据点的规律。为了能满足此要求，我们需要设置一个线性马达来驱动从动件。如图6马达的位置选择从动件的顶面，方向向下，运动的模式切换到数据点模式以打开函数编制程序对话框。在此对话框中设置值为位移，自变量为时间，插值类型选择Akima样条曲线。接着点击输入数据，找到我们在第3步创建的EXCEL表格并打开。在函数编制对话框中确定，在马达编辑中确定。
1 w9 p! H& q# r0 @ http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg6 r9 H% P' {9 S. s- N) f
图5
9 N0 m4 L+ S# ` N; C2 K7 N. j http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg
# r: n3 T3 S* y K* a图6$ t% ~% M/ j/ p
3.由于从动件的运动周期是3秒，为了保持同步。拖动时间栏的关键帧到3秒，将仿真的周期设置为3秒，如图7。
. }- }. @' B& B" b( R8 Q: ^: D v) g http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg
. D- G: X5 i; Y图7
8 Z3 Q$ ^8 f, a1 y. f Y4.给凸轮添加旋转马达，使凸轮在从动件的一个运动周期中旋转一圈。如图8，旋转马达的位置选择传动轴的边线。运动类型设置为等速，每分钟20圈，确定。! g! B/ |+ M1 D! D
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg$ i! b/ T4 s: \% I: |
图8; p3 }. }# j) e5 B# p
5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。/ l( o* V( [3 ~( M3 O' M
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg
# f( r' Q2 C! \ S+ H) i图9 3 l3 [4 G5 e9 i+ G8 Z: l
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg; K( x, O5 P" A/ D% f
6 ~. {) q( ^, q y* E2 k% b6 e3 ^图10
/ n0 G, R; t) F! s0 N. L6.设置运动算例属性! ^+ q2 U2 b; C! z1 S
为了使获取的凸轮的轮廓精度更高，我们需要提高每秒帧数到100，并选择精确接触。如图10。 T) f" w) R ^& x8 a3 M
; a" a+ a, `: j4 n1 J! q2 [ |
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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